牛分枝桿菌結核病（bovine tuberculosis, TB）由牛分枝桿菌（Mycobacterium bovis）引起，在過去二十年中已成為全球關注的問題。牛結核病主要影響牛，但其他家畜也會受到影響，且在欠發達國家和發展中國家更為常見。家畜的大量損失會導致貿易限制和經濟危機。牛結核病的人畜共患潛力也引發了公眾健康方面的擔憂。目前尚無有效治療方法，通常通過撲殺動物來減輕其在環境中的負擔。抗生素治療可用於圈養動物，但對群養或自由放牧動物並不可靠。
卡介苗（BCG）疫苗是另一種可用於治療該疾病的選擇，但其在牛中的效力有限。預防牛結核病是一項長期目標，只有通過開發比BCG更有效的疫苗並設計新的藥物才能實現。
在本研究中，我們提出了用於治療牛結核病的治療性藥物靶點和疫苗。本研究開發的疫苗概念框架採用多種生物資訊學方法來鑑定潛在疫苗候選物，並構建一種基於表位的計算機模擬疫苗。我們的整體框架通過直接分析結核病菌株的蛋白質組，鑑定出潛在的治療候選物。具體而言，我們對11株牛分枝桿菌菌株進行了比較蛋白質組學分析，以覆蓋其多樣性並鑑定這些菌株間的保守蛋白，用於開發牛結核病疫苗。
廣泛的反向疫苗學和免疫資訊學分析為牛分枝桿菌提供了26個高免疫原性、無毒且無致敏性的表位（CTL表位8個、HTL表位2個和B細胞表位16個），用於結核病疫苗三維結構的構建。所構建的基於表位的疫苗在宿主體內表現出強效相互作用，從而誘導高效的細胞介導免疫反應和體液免疫反應。
接下來，我們開發了一個基於新型減法蛋白質組學方法的框架，用於鑑定牛結核病的藥物靶點。我們將該方法應用於這11株牛分枝桿菌菌株，鑑定出9個在牛分枝桿菌中保守、必需、具有抗原性且擁有獨特代謝通路的藥物靶點。這些藥物靶點可進一步幫助研究用於治療牛結核病的治療性藥物。研究中聯合使用了多種生物資訊學預測工具，以確保相互校驗並減少錯誤發生的可能性，從而提供準確結果。本研究開發的疫苗和藥物靶點可在實驗中有把握地進行測試，以進一步驗證其作為治療手段並具有在全球範圍內根除牛結核病的潛力。
本研究中實施的策略具有通用性，也可用於其他人畜共患傳染病。本研究將成為牛結核病治療領域的變革性成果。
作者聲明不存在競爭性利益。
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